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活动依赖性

Activity-dependent” 在中文生物学/神经科学领域的标准译法为 “活动依赖性” 或 “活动依赖型”,用于描述生物过程受细胞活动(如神经电活动)动态调节的特性。以下是其核心概念解析与应用场景:


核心定义

  • 活动依赖性:指某一生物过程(如基因表达、突触强度、细胞存活)直接依赖于细胞的功能性活动水平(尤其是电生理活动),而非静态存在。

  • 反义概念Activity-independent(活动非依赖性)—— 不受细胞活动影响的组成型过程。


关键机制与实例

1. 神经科学领域(核心应用)

过程活动依赖机制功能意义
突触可塑性高频电刺激 → Ca²⁺内流 → 激活CaMKII/PKA → LTP(长时程增强)学习记忆的细胞基础
突触修剪低活动神经元 → 补体蛋白C3沉积 → 小胶质细胞吞噬突触发育期神经环路精细化
神经递质表型转换持续兴奋 → 基因表达改变(如从乙酰胆碱能→谷氨酸能)神经环路功能重塑

2. 基因调控领域

  • 即刻早期基因(IEGs)激活
    神经元放电 → 钙信号 → Fos/Jun/Arc基因快速表达 → 调控下游靶基因(活动依赖性转录)。

  • :探索新环境时,海马区神经元Arc蛋白表达急剧升高。

3. 细胞存活与发育

  • 神经营养因子调控
    神经元电活动 → BDNF释放增加 → 激活TrkB受体 → 促进自身及邻近神经元存活(活动依赖性神经营养假说)。

  • 视觉系统发育关键期
    视网膜自发波(Retinal waves)驱动丘脑-皮层环路活动依赖性优化。


中文文献中的标准表述

  1. 术语组合

    • 活动依赖性突触可塑性(Activity-dependent synaptic plasticity)

    • 活动依赖性基因表达(Activity-dependent gene expression)

    • 活动依赖性神经保护(Activity-dependent neuroprotection)

  2. 权威译法来源

    • 中文教科书:《神经科学原理》(蒲慕明译)第4章

    • 学术期刊:Neuroscience Bulletin(《神经科学通报》)中统一使用“活动依赖性”


与易混淆术语的区分

英文术语中文译法核心区别
Activity-dependent活动依赖性强调“依赖关系”(过程由活动触发)
Use-dependent使用依赖性特指突触/受体因频繁使用产生的变化(如“使用依赖性阻滞剂”)
Experience-dependent经验依赖性更宏观,指环境经验塑造的神经改变(含活动依赖机制)

研究技术(验证活动依赖性)

  1. 电生理刺激

    • 离体脑片施加高频刺激(HFS)诱导LTP。

  2. 光遗传学/化学遗传学

    • 特异性激活神经元群体,观察下游效应(如ChR2刺激后检测Fos表达)。

  3. 活动阻断实验

    • 使用TTX(河豚毒素)抑制钠通道 → 阻断电活动 → 验证目标过程是否消失。


临床与进化意义

  • 疾病关联

    • 癫痫:异常活动依赖性突触重组 → 神经网络超同步化。

    • 自闭症:活动依赖性突触修剪障碍 → 连接失衡。

  • 进化优势
    通过活动依赖性机制实现环境适应性(如感觉经验优化皮层功能)。


中文资源推荐

  1. 综述文献

  2. 开放课程

    • 北京大学《神经生物学》慕课(第六章“突触可塑性”)

  3. 维基百科

总结
“活动依赖性”是理解神经可塑性、发育适应性与高级脑功能的黄金钥匙——从突触强度的毫秒级变化到终生学习的内存存储,均由其动态调控。在中文表述中需严格区别于“使用依赖性”等术语,直指细胞活动与生物效应间的因果依赖链

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